盾构法隧道施工监测讲义课件.pptx

1、监测目的监测内容及项目监测目的监测目的盾构施工是一个动态过程，与之有关的稳定和环境影响也是个动态过程。通过对盾构施工过程中围护结构、洞室主体及周边环境进行三维空间全方位、全过程的监测，一方面为工程决策、设计修改、工程施工和工程质量管理提供第一手的监测资料和依据，另一方面，有助于快速反馈施工信息，以便及时发现问题并采用最优的工程对策。(1)根据监测结果，发现可能发生危险的先兆，判断工程的安全性，以便提前采取必要的工程措施，防止工程破坏事故和环境事故的发生，保证工程顺利进行；(2)以工程监测结果指导现场施工，确定和优化施工方案，进行信息化施工；(3)检验工程勘察资料的可靠性，验证设计理论和设计参数

2、。监测内容及项目监测内容及项目应测项目：洞内及洞外观察、地表沉降（或隆起）监测、管片衬砌变形监测、邻近建（构）筑物监测、地下管线沉降等。选测项目：土体分层沉降及水平位移监测、管片衬砌和地层的接触应力监测、管片内力监测等盾构法隧道施工监测主要包括盾构法隧道施工监测主要包括：a地面环境沉降测量地面环境沉降测量b隧道沉降测量隧道沉降测量c测量资料管理测量资料管理1、地面环境沉降测量、地面环境沉降测量 地表监控采用地表和深层观测相结合的方法。掘进前，施工时必须详细了解施工影响范围内的地面建、构筑物、地下构筑物、地下管线的情况及保护要求。一般情况下，盾构掘进过程中隧道中心线的地面沉降和隆起量应控制在+1

3、030mm以内。有特殊保护要求的区段应根据实际情况予以严格控制。测点布置：测点布置：(1)地面沉降点沿隧道中心轴线在地面的投影位置，对沿线进行踏勘，在此基础上，实地布置监测点。出洞区30m范围内海米设一观测点。正常推进段，每5米(环)设一观测点，每隔50米（环）设一沉降观测面，30米（环）出洞区增加二条断面，每断面布设七个观测点。在路面用道钉埋设。(2)地下管线监测点(3)建筑物沉降观测建筑物测点为直接监控点，在线路两侧重要建筑物上，每侧各设若干个沉降观测标志。将导钉直接钉在墙角或承力墙上。特殊要求的构筑物用红三角标记。重点保护建筑物上除设置沉降观测点外，还设置位移和倾角观测点，采用测斜仪、倾

4、角观测仪等进行监控。测点布设应根据建筑物的基础形式、年代远近酌情而定。在施工前需同施工单位一同在隧道沿线巡视、观察，若发现先天裂缝，应采2、隧道沉降、收敛测量、隧道沉降、收敛测量 测点布置：要求在盾构施工全工程中设立一定数量的隧道沉降、收敛观测标志，旁通道和曲线每l0m设一个点，直线段每20m设一个点，设在拱底块的两肩上。测试频率：距推进面20m范围内1次/天；距推进面20m50m范围时，1次/2天；距推进面大于50m范围，1次/周；隧道贯通后一个月一次，直至终验。若有较大的隧道沉降或隧道直径变形时可增加测点。如果变形值接近极限值，应及时处理。3、测量资料管理、测量资料管理 有关测量规范、规程

5、、标准等技术文件齐全、运用正确。测量原始记录应使用专用记录表格，字迹清楚，数据完整，不得随意涂改。应有准确日期有记录者、计算者、校核者签名。测量记录应统一归档，并有专门资料员保管。测量资料及计算资料应由两人对算、校核无误后方可提出，每份资料不少于2份，以供提交及存档用。隧道贯通后应提供控制测量资料，施工状态测量资料、竣工测量资料及各阶段施工详细测量计划和测量方案、监理批复文件等各种完整资料。盾构法隧道施工监测的具体内容盾构法隧道施工监测的具体内容1、监测目的、监测目的 2、技术要求、技术要求3、监测重点、监测重点4、监测方案、监测方案5、监测点的布设、监测点的布设6、监测周期及频率、监测周期及

6、频率7、工作原理及报警值工作原理及报警值8、资料整理与成果提交资料整理与成果提交1、监测目的、监测目的 通过对隧道施工的不同阶段、不同地区、不同对象的监测，获取施工对周围环境的影响信息(隧道表部变形、土体深部位移、邻近建(构)筑物、地下管线、地下水位及工作井支撑轴力等)，以指导施工，将地面允许隆陷值控制在+10、-30mm之内，确保施工期邻近已有建(构)筑物、地下管线的安全使用和隧道体系自身的稳定，为信息化设计、施工、监理提供依据。2、技术要求：、技术要求： 监测工作的程序和进度应符合隧道施工的总体程序和总进度计划，并及时反馈各施工环节的监测数据，配合建设单位、设计单位、施工和监理单位进行数据

7、分析以评价隧道施工的效果。确保仪器安装埋设的质量，保证监测工作的正常进行和监测数据的完整。确保取得准确的初始状态和施工过程、施工完成后较长时间内的观测资料，3、监测重点、监测重点 以上提出了隧道施工中拟安排进行的监测内容，但是不同的区域(地段)、不同的围护方法，其变形的规律和环境受影响的程度是不一样的。有针对性地抓住重点、抓住关键，区别对待，在整个过程中往往起着十分突出的作用。对所涉及到的地下管线和建筑物应为监测的重点内容。4、监测方案、监测方案 在盾构机推进前60天提交其关于监测施工的详细方案，以便得到监理工程师批准。监测方案包括但不限于：在1：500的线路平面图上清晰标出监测点位置并说明监

8、测项目；测量方法、精度要求、仪器型号及性能、监测频率；给出各种管线、建筑物的监测预警值。应在离始发井约50米范围为盾构机设立典型仪器配置的监测试验段。监测结果应及时分析并反馈，据以调整施工参数。5、监测点的布设、监测点的布设 5.1、布置原则遵循相关的国家或地方技术规范必须考虑到监测对象的特定情况(重要性、距离远近、结构和基础形式等)。5.2、测点的设置5.2.1、沿线周边道路地面沉降监测点的布设及路面跟踪监测为了解和掌握工程施工对道路的影响和程度，设计在紧邻隧道施工中线的道路上，采用轴线纵向布置路面地表变形(沉降)监测点，沿隧道中线方向的布点间距按下表:地面沉降监测断面的间距表6-7-1埋置

9、深度H间距(m)H2B2050BH2B1020HB10注：B代表隧道的宽度为了解不同距离路面变形程度的差异，布点时宜布设成监测横断面。横断面方向测点间隔：一般为812m，在一个监测断面内应设37个测点。地表测点铁钉的顶部应突出地面5mm以内。地面沉降测量拟在盾构开挖面附近(开挖面前20米和开挖面后30米)。每天进行1-2次及每周进行12次后期观测直到沉降稳定。当观测变化较大时可增加观测频率。在进出洞或环境保护要求较高地段，应加密测量断面。为利于工程施工过程中或完毕后分清路面破损形成的过程和责任，必须在隧道盾构顶进施工结束三个月后再对路面现状进行详细调查。并对道路的现状(材质、平整度、表面特征、

10、破损及开裂)情况进行拍照。描述存档，以便于今后对比分析。并定期跟踪巡视观察，若出现较大变化应及时将情况上报有并各方。控制地面沉降的措施施工过程中若发现地面沉降有异常现象应立即采取有效防治措施；防治措施中首先应考虑改进盾构操纵，如纠偏、减少蛇形、尽量不超挖以及尽快地进行回填注浆等，最后再考虑地层加固等措施；对于出、进洞处布设的深层沉降监测点，应在现场场地条件许可的情况下布设，宜采取一定的防护措施，防止由于盾构推进施工之外的因素造成测点变形或外界因素破坏测点。一般根据现场实际情况采取加设套管或设立浅埋防护等措施保护测点，如下图所示。5.2.2、沿线地下管线水平、垂直位移监测点的布设施工期间需对周边

11、道路下埋设的各类管线进行监测。通过监测工作及时预测、预报潜在危险，确保邻近地下管线安全使用。施工前根据线路前期物探探测资料及管线监护部门的现场交底和管线单位的要求进行监测点的布置。施工测量时加强巡视，把监测信息及时反馈给各管线单位。地下管线的沉降监测点要求尽量利用管线设备布设直接测点，并优先考虑上水、煤气等刚性管线的监测要求，盾构中心线上方管线可同时结合地表沉降点进行布设信号电缆、电力电缆、电话等管线：由于该类管线埋深较浅，且一般位于道路边沿，并有套管或盖板保护，监测时尽量利用现有管线设备进行直接监测，利用地面沉降监测点进行常规监测控制，并另布设间接沉降监测点。上水、煤气等刚性管线：该类管线埋

12、深一般在2m左右，监测时尽量利用现有管线设备（如阀门井、抽气井、窨井等）进行直接监测，利用地面沉降监测点进行常规监测控制，对现场有条件布设深层监测点的部位，宜布设深层监测点。雨水、污水管道：此类管线一般位于道路中央，且埋深比较深，由于道路上车流量大，现场基本没有条件进行开挖或钻孔布设深层监测点。主要利用地面沉降监测点进行监测控制，并沿管线走向布设断面监测点，利用井框架进行直接监测，如下图管线监测点的间距按1520m间距进行设点。管线监测在盾构开挖面附近每天进行12次及每周进行12次后期观测直到变形稳定。5.2.3、邻近地面建(构)筑物的沉降及倾斜点布设邻近建筑物的沉降点的布设必须考虑到监测对象

13、的特定情况，诸如重要性、距离远近结构和基础形式等。如由于隧道施工过程对周边建(构)筑物影响较大并导致裂缝甚至倾斜，则需进行裂缝、倾斜监测，以确保建筑物安全和处理与房主有关事项的重要依据。根据建筑物情况及重要程度，在每幢建筑物上面至少设置二个观测点，测量其位移、倾斜等。建筑物变形测量应在盾构开挖面附近每天进行1-2次及每周进行1-2次后期观测直到沉降稳定。当测量值变化较大应增加观测频率。对于重要建筑物应采用自动记录仪和警报装置控制地面建筑物变形的措施：施工过程中若发现建筑物变形有异常现象时，应立即报告并采取有效的防治措施；防止变形的对策中，可以考虑地基改良、基础加固、隔断防护等。选择这些防护加固

14、方法时，除应考虑施工的难易、安全性、经济性、工期、环境条件等之外，还要综合考虑以往施工实例。必须根据每个现场的实际条件选择最为合适的方法。除非发生房屋严重损坏需立即抢险等情况外，具体每栋建筑物的防护和加固方法，应在批准后执行；6、监测周期及频率、监测周期及频率 6.1、周期监测工作预计从隧道掘进开始,到全线贯通后,延长1个月止.6.2、监测频率监测工作布置的基本原则是在确保隧道施工安全的前提下，本着“经济、合理、可靠”的原则安排监测进程，尽可能建立起一个完整的四维监测预警系统。对地表沉降、邻近地下管线、邻近建(构)筑物的监测，应在盾构掘进施工前精确测定3次取平均值为初始值。盾构掘进施工开始，在

15、施工开挖面附近每天进行1-2次及每周进行1-2次后期观测直到变形稳定。7、工作原理及报警值工作原理及报警值 1、沉降测量、沉降测量 方法：采用施工统一的水准高程系统。在远离隧道轴线50-100m以外的沿线两端，选定2个以上水准点或导线点作为监测工作的高程基准点为起始点。水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。如图2.1所示，已知地面上A点的高程为HA，欲测定B点的高程HB，需要先测出A、B两点间的高差hAB，为此在A、B之间安置一台水准仪，再在A、B两点上各竖立一根水准尺。根据仪器的水平视线，分别读取A、B尺上的读

16、数a和b，则B点对于A点的高差为：hABab(2.1)如果水准测量是由A到B进行的，如图2.1中的箭头所示，则A点尺上的读数称为后视读数，记为a；B点为待定高程点，B点尺上的读数称为前视读数，记为b；两点间的高差等于后视读数减去前视读数，即hABab。若a大于b，则高差为正，B点高于A点；反之高差为负，则B点低于A点。因为水准仪提供的水平视线可认为与大地水准面平行，由图2.1可知HBHAhAB=HA（ab）(2.2)由式（2.2）根据高差推算待定点高程的方法叫做高差法。历次沉降变形监测是通过高程基准点间联测一条II等水准闭合线路，由线路的工作点来测量各监测点的高程，各监测点高程初始值在工作井施

17、工完毕后测定(两次取平均)，某监测点本次高程减前次高程的差值为本次沉降量，本次高程减初始高程的差值为累计沉降量。测量精度：等水准闭合线路控制在Nmm(n为测站数)，监测点最弱高程中误差lmm。报警值：由相关设计单位而定或依据国家、地方规范要求。一般取日变化量3mm，累计量+10/-30mm作为地表沉降的报警值。 2、水位观测、水位观测 方法：管顶以精密水准测定其高程(方法同沉降测量)，然后用钢尺水位计量测管顶至管内水面的高差，求出各孔水位高程，工程施工前测定水位孔初始水位高，以后各孔量出的值与之比较，得各孔水位变化量。测量精度：水位高程中误差5mm。通过坑内水位观测可以检验降水方案的实际效果，

18、如降水速率和降水深度。通过坑外水位观测可以控制基坑工程施工降水对周围地下水位下降的影响范围和程度，防止基坑工程施工中的水土流失。坑外水位监测为基坑监测必测项目。报警值：由相关设计单位而定或依据国家、地方规范要求。2.1、仪器、设备简介、仪器、设备简介 1水位计用途及原理水位计是观测地下水位变化的仪器；它可用来监测由降水、开挖以及其他地下工程施工作业所引起的地下水位的变化。2水位仪的组成水位测量系统由三部分组成：第一部分为地下埋入材料部分水位管；第二部分为地表测试仪器钢尺水位计，由探头、钢尺电缆、接收系统、绕线架等部分组成。；第三部分为管口水准测量，由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成。(1)钢尺水

19、位计：探头外壳由金属车制而成，内部安装了水阻接触点。当触点接触水面时，接收系统峰鸣器发出蜂鸣声，同时峰值指示器中的电压指针发生偏转。测量电缆部分由钢尺和导线采用塑胶工艺合二为一。既防止了钢尺的锈蚀，又简化了操作过程，读数方便、准确。(2)水位管：潜水水位管一般由PVC工程塑料制成，包括主管和束节及封盖。主管管径5070mm，管头50cm打有四排7mm的孔。feng。承压水水位管一般采用PPR管，接口采用热熔技术，管子之间完全融合在一起，可有效阻隔上层水的渗透。3水位计的使用水位测量时，拧松水位计绕线盘后面螺丝，让绕线盘转动自由后，按下电源按钮把测头放人水位管内，手拿钢尺电缆，让测头缓慢地向下移

20、动，当测头的触点接触到水面时，接收系统的音响器便会发出连续不断的蜂鸣声。此时读出钢尺电缆在管口处的读数。2.2、水位管埋设、水位管埋设 1水位孔的布设原则检验降水效果的水位孔布置在降水区内，采用轻型井点管时可布置在总管的两侧，采用深井降水时应布置在两孔深井之间。潜水水位观测管埋设深度不宜小于基坑开挖深度以下3m。微承压水和承压水层水位孔的深度应满足设计要求。保护周围环境的水位孔应围绕围护结构和被保护对象(如建筑物、地下管线等)或在两者之问进行布置，其深度应在允许最低地下水位之下或根据不同水层的位置而定，潜水水位观测管埋设深度宜为68m。潜水水位监测点间距宜为2050m，微承压水和承压水层水位监

21、测点间距宜为3060m，每测边监测点至少1个。2水位管构造与埋设水位管选用直径50mm左右的钢管或硬质塑料管，管底加盖密封，防止泥砂进入管中。下部留出0.51m的沉淀段(不打孔)，用来沉积滤水段带人的少量泥砂。中部管壁周围钻出68列直径为6mm左右的滤水孔，纵向孔距50100mm。相邻两列的孔交错排列，呈梅花状布置。管壁外部包扎过滤层，过滤层可选用土工织物或网纱。上部管口段不打孔，以保证封口质量。水位孔一般用小型钻机成孔，孔径略大干水位管的直径，孔径过小会导致下管困难，孔径过大会使观测产生一定的滞后效应。成孔至设计标高后，放入裹有滤网的水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填过滤头，再用粘土进行封填，

22、以防地表水流入。承压水水位管安装前须摸清承压水层的深度，水位管放入钻孔后，水位管滤头必须在承压水层内。承压水面层以上一定范围内，管壁与孔壁之间采取特别的措施，隔断承压水与上层潜水的联通。2.3、监测技术、监测技术 1测试方法先用水位计测出水位管内水面距管口的距离，然后用水准测量的方法测出水位管管口绝对高程，最后通过计算得到水位管内水面的绝对高程。2测试数据处理水位管内水面应以绝对高程表示，计算式如下：Ds=Hs-hs（4-1）式中：Ds水位管内水面绝对高程(m)；Hs水位管管口绝对高程(m)；hs水位管内水面距管口的距离(m)。由式（4-1）可以分别算出前后两次水位变化即本次变化和累计水位变化

23、：hsi=Dsi-Dsi-1（4-2）hs=Dsi-Ds0（4-3）式中：Dsi第i次水位绝对高程(m)；Dsi-1第i-1次水位绝对高程(m)；Ds0水位初始绝对高程(m)；hs累计水位差(m)。2.4、注意事项、注意事项 (1)水位管的管口要高出地表并做好防护墩台，加盖保护，以防雨水、地表水和杂物进入管内。水位管处应有醒目标志，避免施工损坏。(2)在监测了一段时间后。应对水位孔逐个进行抽水或灌水试验，看其恢复至原来水位所需的时间以判断其工作的可靠性。(3)坑内水位管要注意做好保护措施，防止施工破坏。(4)坑内水位监测除水位观测外，还应结合降水效果监测，即对出水量和真空度进行监测。报警值：天

24、气正常情况下，水位下降值达0.5m，即报警。3、隧道收敛观测、隧道收敛观测方法：隧道断面收敛变形监测,则要通过物理量测的方法利用收敛仪(计)进行。某监测点本次测值（既隧道的弦长）减前次测值的差值为本次变化量，本次测值减初始测值的差值为累计变化量。隧道围岩周边各点趋向隧道中心的变形称为收敛。所谓周边收敛量测主要是隧道内壁面两点连线方向的距离的变形量的量测。收敛值为两次量测的距离之差。1）量测目的）量测目的收敛量测是隧道施工监控量测的重要项目。周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映，通过周边位移量测可以达到以下目的。判断隧道空间的稳定性；根据变位速度判断围岩稳定程度和二次衬砌施作的合理时机；指

25、导现场的施工。2）量测设计）量测设计收敛量测的间距与测线必测项目量测断面间距和每断面测点数量量测频率：量测频率可根据位移速度和量测断面距开挖面距离围岩类别围岩类别断面间距（断面间距（m m）每断面测点数量每断面测点数量净空变化拱顶下沉51012条基线13点10301条基线1点30501条基线1点按位移速度按距开挖面距离(注：b为隧道开挖宽度)3）量测仪器）量测仪器目前隧道施工中常用的收敛计为机械式的收敛计和数显式收敛计。例：QJ-85型坑道周边收敛计；JSS30A型数显收敛计；SWJIV型隧道隧道收敛计。位移速度位移速度（mm/d）位移速度位移速度（mm/d）量测频率量测频率52次/d151次

26、/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d量测断面距量测断面距开挖面距离（开挖面距离（m m）量测频率量测频率(01)b2次/d(12)b1次/d(25)b1次/23d5b1次/7d测量精度：仪器误差0.1mm.报警值：由相关设计单位而定或依据国家、地方规范要求。 8、资料整理与成果提交资料整理与成果提交 监测工作提交的成果，一般包括日常监测报告、阶段监测报告和最终监测报告三个部分。1、日常监测报告、日常监测报告 对当次外业记录进行检查与检验合格后进行内业计算，沉降观测内业计算使用计算机按间接观测平差法或近似平差法等相应软件处理后，于当天提交测量数据、时间变形曲线、地表建筑

27、物状况、各沉降点高程、本次沉降量、累计沉降量、沉降断面图、沉降速率图、沉降等值曲线图，而对于地下水位、房屋倾斜、深部水平位移等当天提交其各测点的实测值，本次变化量、累计变化量及相关图表数据格式。特殊复杂地段每日次呈报测量结果。当地表沉降、管线变形、房屋沉降每天超过3mm，累计变形超过10mm，在报表中报警提示。2、阶段监测报告、阶段监测报告 每完成一个施工阶段或一个施工节点时，对于原始观测数据以及监测成果图表等均进行分类整理，形成表格或曲线等形式的阶段性总结报告，按事先约定的数据录入格式(如Excel)进行计算机录入，及时提交给业主和监理工程师，以充分反映各监测点的数据变化规律。3、最终监测报

28、告、最终监测报告 监测工作全部结束，提交完整的技术报告。下面就盾构施工过程中两个比较重要的风险源：盾构进出洞施工阶段和大口径刚性管线与隧道轴线长距离并行的情况，取二个工程实例作为讲解。介绍下上海轨道交通8号线长距离并行1800mm原水钢管的施工保护技术措施和变形监测的成功案例。该案例获得了近200m长、近距离并行盾构隧道施工时的原水管道变形规律,为今后类似工程的施工提供了可借鉴的施工参数和管理经验。原水引水管是上海人民饮水的生命线,不允许因其它工程施工而对其产生任何有害的影响。根据上海市原水引水管渠保护办法的规定,引水管保护范围为钢筋混凝土渠道及其外缘两侧各10m内的区域,钢管及其外缘两侧各8

29、m的区域;引水管渠控制范围为保护范围两侧各40m的区域。为确保饮水生命线的畅通,必须对引水管保护和控制范围内的各种工程施工进行跟踪监测,以便及时调整施工参数和施工方法,确保施工中引水管附近的地层变形量降至最低,并根据地层产生变形的原因来制定相应的对策和应急措施,保证引水管线的安全。工程实例工程实例1.长距离与原水管道并行的地铁盾长距离与原水管道并行的地铁盾构隧道施工及监测构隧道施工及监测 1工程概况上海轨道交通8号线济阳路站凌兆新村站区间的盾构隧道工程,在凌兆新村站端里程为XK30+735XK30+935区段旁,紧邻一根埋深约2m的原水钢管。原水钢管部分与区间隧道线路并行。原水钢管与下行线隧道

30、外边线在平面位置上几乎重合,如图1、图2所示。并行区段的区间隧道埋深为8.510.2m,隧道线路主要位于直线段。原水钢管与隧道的竖向净间距约2.76.4m。隧道主要穿越的土层为灰色淤泥质黏土层。该层土含水量高、孔隙比大、呈流塑软塑状态,且强度低、压缩性高、渗透性弱。介绍下上海轨道交通8号线长距离并行1800mm原水钢管的施工保护技术措施和变形监测的成功案例。该案例获得了近200m长、近距离并行盾构隧道施工时的原水管道变形规律,为今后类似工程的施工提供了可借鉴的施工参数和管理经验。原水引水管是上海人民饮水的生命线,不允许因其它工程施工而对其产生任何有害的影响。根据上海市原水引水管渠保护办法的规定

31、,引水管保护范围为钢筋混凝土渠道及其外缘两侧各10m内的区域,钢管及其外缘两侧各8m的区域;引水管渠控制范围为保护范围两侧各40m的区域。为确保饮水生命线的畅通,必须对引水管保护和控制范围内的各种工程施工进行跟踪监测,以便及时调整施工参数和施工方法,确保施工中引水管附近的地层变形量降至最低,并根据地层产生变形的原因来制定相应的对策和应急措施,保证引水管线的安全。2原水管道保护的施工技术措施本工程采用土压平衡式盾构掘进机。平衡压力的设定是土压平衡式盾构施工的关键。维持和调整设定的压力值又是盾构推进操作中的重要环节。这里面包含着推力、推进速度和出土量的三者相互关系,对盾构施工轴线和地层变形量的控制

32、起主导作用。所以,在盾构施工中要根据不同土质、覆土厚度和地面建筑物,配合监测信息的分析,及时调整平衡压力值的设定。1)盾构在掘进施工中需根据地质及隧道埋深等情况,计算理论切口平衡压力。具体施工设定值根据监测数据进行不断的调整。2)每环理论出土量=D2L/4=31.57m3(环直径D=6.34m,环宽L=1m)。盾构推进出土量控制在98%100%之间,即30.94m3/环31.57m3/环。施工过程中可适当欠挖,保证盾构切口上方土体能有微量的隆起,以抵消一部分土体的后期沉降量。3)在确保盾构正面变形控制良好的情况下,使盾构均衡匀速施工,以减少盾构施工对原水管道的影响。推进速度以1.01.5cm/

33、min为宜,并适时根据监测数据适当加快或放慢推进速度。4)选取试验段优化参数。与原水管道并行前的60m长度作为推进试验段,以采集尽可能详尽的数据,掌握土层适宜的推进参数。在参数调整时,尽量做到慢调整、缓调整,在保证盾构姿态的同时控制好轴线,为以后并行原水管道的推进创造一个良好的导向。5)在368537环的范围内,盾构每推进5环对管片进行二次注浆。6)当地面原水管道沉降超标较大,应对原水管道的底部采取插斜管注浆的保护措施。加固范围为原水管道底下2m、中心两侧各1.5m的区域内(见图3)。3监测方案的确定 3.1 报警值报警值 按上海市原水引水管渠保护技术标准的规定,应对施工过程中管渠的附加变形量

34、进行严格控制:1)钢管竖向附加变形0.01D(D为钢管直径);2)钢管纵向变形曲线的曲率半径3000D。对本工程而言,当原水管道日竖向变形量达到或超过控制值(管径1800mm的变形控制值为1.8mm)时,应立即报送主管部门,督促施工单位现场进行适当的可行性保护;当累计沉降达到9mm,或原水管道纵向变形的曲率半径小于5400m时,应立即报警,督促施工单位改善施工方法,并报原水公司及相关主管部门。3.2 施工过程的三维有限元模拟施工过程的三维有限元模拟 本工程施工的影响范围长,施工隧道与原水管道的距离近,因此在监测方案制定前,对施工过程进行了三维数值模拟计算,以确定施工影响范围及土体沉降大小(见图

35、4、图5)。模型尺寸为60m35m100m。其中原水管道与施工隧道的竖向净间距约3.61m,上、下行线的两隧道水平净间距为6.6m。经计算,在施工措施不利的情况下(如盾尾注浆不及时),将使地层产生12cm的损失,地表最大的理论沉降量为12.7mm,原水钢管的最大计算沉降量为10.1mm,将超出原水钢管的允许沉降量。因此,施工中务必重视注浆等技术措施的及时跟进。参考计算分析结果,并结合盾构施工工艺特点以及工程地质情况,确定出本区间隧道盾构正常推进对原水钢管影响范围主要为隧道边线外侧6m,凌兆新村站的进洞段为隧道边线外侧10m。3.3 监测点布设监测点布设 根据现场实际情况,在原水钢管之上直接布置

36、测点,以观测其水平与竖向的位移变形。同时综合考虑施工和原水钢管的安全,在施工段两侧的原水钢管各延伸20m进行布点。具体布点情况见图6。当盾构推进到里程XK30+735XK30+935,即到达与原水钢管的并行区段时,对原水钢管进行重点监测。并行区段测点按4m间距布设,每2h一次对原水钢管进行监测;其余区段的测点按8m间距布设,每天监测2次。测点总数为40个。盾构穿越并行区段后,根据原水钢管沉降稳定情况逐渐降低监测频率。对原水钢管的监测需要一直持续到地面及原水钢管沉降收敛为止。4实测沉降量的变形规律及其分析与原水钢管并行地段的盾构隧道施工已于2008年1月完成,并取得了并行地段原水钢管沉降的大量数

37、据。4.1管线沉降数据原水钢管最大实测沉降为3.5mm,出现在ZYS25测点;最大隆起量为1.76mm;最大差异变形出现在ZYS28ZYS29测点之间(两测点相距12m),最大差异沉降量为0.89mm;最大竖向变形速率为0.24mm/d。图7为施工过程中,测点ZYS25、ZYS28和ZYS29的实测沉降曲线。测点的具体位置见图6。原水钢管的竖向变形一般先微隆,然后加速下沉,再回弹,就稳定在一定位置。从图7可以看出,稳定值大体在1.5mm左右。原水钢管的竖向变形规律与盾构的推进过程密切相关。在盾构机推进过程中,会对前方土体产生挤压作用,因此机头前方附近测点隆起。隆起量受推进速度、出土量等因素影响

38、。从隆起量较小的情况来看,施工参数控制较为理想。盾构机脱离管片后,由于超挖造成的地层损失会引起地表下沉。下沉量决定于同步注浆参数、推进速度、超挖量等。后期回弹则是注浆取得的效果。二次注浆对稳定沉降量也能起到较好的作用。整个施工过程很成功,原水钢管的沉降变形控制在警戒值以内。4.2管线水平偏移数据原水钢管累计水平偏移最大为3.9mm,出现在ZYS27测点;差异变形为1.6mm,出现在ZYS39ZYS40测点之间(两测点相距12m)。5结语为保证原水输水管道的安全,类似施工可借鉴本工程的成功经验,做到:1)重视施工中的技术保护措施的可靠性。为保证施工的绝对安全,施工前的试验段模式应加以制度化。2)加强施工监测,及时反馈信息。3)随着施工技术的不断提高,对原水管道的保护技术标准应该考虑适当调整。工程实例工程实例2.盾构进出洞期间的施工监测盾构进出洞期间的施工监测对于盾构施工过程中监控量测的重要性不言而喻，加强施工监测的管理，确保数据的真实性和有效性，能较好的辅助盾构掘进参数的调整，控制轴线周边环境的变化和隧道自身的稳定。谢谢！2011.05.10